Kollagen-Imitate als Blutgerinnungshemmer

Elektronenmikroskopische Aufnahme eines ruhenden (links) und eines durch Kollagen aktivierten Blutplättchens (rechts).
© J. A. Eble

Projekttitel: The role of integrins in platelet cohesion with tumor cells and platelet-mediated tumor cell adhesion
Projektleitung: Johannes A. Eble, Carsten Höltke
Projektlaufzeit: 11/2017 - 12/2018
Projektkennziffer: FF-2017-08

Bei Erkrankungen wie der Arteriosklerose oder Fibrose läuft die Wundheilung aus dem Ruder. Das Problem liegt in einer fehlerhaften Kontaktaufnahme zwischen Kollagen, Blutplättchen und den Zellen, die für die Wundheilung sorgen. Dieselben Komponenten spielen eine wichtige Rolle, wenn Tumorzellen durch das Gefäßsystem zu den Orten wandern, an denen sie später Metastasen bilden. In ihrem Forschungsprojekt untersuchen Biochemiker Prof. Johannes Eble und Chemiker Dr. Carsten Höltke, wie genau der Kontakt zwischen Kollagen und Blutplättchen oder Kollagen und Tumorzelle zustande kommt. Die Wissenschaftler wollen Kollagen imitieren, um Thrombosen zu verhindern oder die Interaktion von Tumorzellen mit Blutplättchen zu blockieren, und damit eine Wanderung von Tumorzellen abwenden. Die Idee dahinter: Mit einem passenden Kollagen-Imitat wollen sie die möglichen Kontaktstellen an Blutplättchen so besetzen, dass sie Signale vom echten Kollagen nicht mehr oder nur begrenzt aufnehmen können. Auf diese Weise würden Blutplättchen und eventuell auch Tumorzellen nicht mehr so schnell übermäßig verklumpen.

Der Ansatz der Forscher: Sie untersuchen vor allem zwei der drei Möglichkeiten, wie Kollagen mit Blutplättchen und Tumorzellen in Kontakt tritt. Bei diesen Kontaktstellen handelt es sich um zwei Rezeptoren an den Blutplättchen, konkret α2β1 Integrin und Glycoprotein VI (GPVI). Die Wissenschaftler wollen in diesem Projekt für die beiden Rezeptoren Kollagen-Imitate entwickeln und bestehende verbessern. Für den Rezeptor α2β1 hat die Forschungsgruppe um Johannes Eble bereits einen Kollagenersatz entwickelt, der den Rezeptor „ausschaltet“, also den Start einer Reaktion verhindert. Dieses Imitat basiert auf dem Schlangengift Rhodocetin und soll für die Handhabung im Labor verbessert werden. Für den Rezeptor GPVI gibt es noch kein Kollagen-Imitat, ein solches lässt sich aber chemisch herstellen. An diesem Punkt kommt die Forschungsgruppe von Carsten Höltke ins Spiel. Sie kann mit ihren Verfahren die benötigten hydroxylierten Peptide synthetisieren.

Die Imitate sollen für den Umgang im Labor möglichst praktikabel sein. Außerdem wollen die Wissenschaftler die entwickelten Imitate mit Fluoreszenzfarbstoffen markieren, damit sie die Verbindung zwischen Kollagen und Zelle sowie der Prozess der Kontaktaufnahme mikroskopisch untersuchen können.

Im zweiten Schritt wollen die Wissenschaftler die Imitate dann für die Krebsforschung nutzen. Denn auch bei der Bildung von Metastasen spielt die Kontaktaufnahme von Kollagen und Blutplättchen eine entscheidende Rolle. Krebszellen, die im Blut schwimmen, umgeben sich häufig mit Blutplättchen und können sich auf diese Weise vor Immunzellen verstecken. Mithilfe der Rezeptoren der Blutplättchen setzen sich Krebszellen an Gefäßwänden fest und können Metastasen bilden.

Die Entwicklung der Kollagen-Imitate konzentriert sich in diesem Forschungsprojekt zunächst auf den wissenschaftlichen Einsatz. Ob aus den Erkenntnissen auch Wirkstoffe für eine Therapiemöglichkeit im Menschen entstehen, werden erst weitere Forschungsprojekte zeigen können.